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KR102456848B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

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KR102456848B1
KR102456848B1 KR1020170172948A KR20170172948A KR102456848B1 KR 102456848 B1 KR102456848 B1 KR 102456848B1 KR 1020170172948 A KR1020170172948 A KR 1020170172948A KR 20170172948 A KR20170172948 A KR 20170172948A KR 102456848 B1 KR102456848 B1 KR 102456848B1
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vehicle
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권대복
김윤진
류재춘
민요찬
이성제
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한온시스템 주식회사
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Abstract

히트펌프 시스템을 이용한 통합형 공조 모듈에 있어서 실내 공간을 확보하도록 그 배치 및 구성 요소들 간의 배치를 최적화하고 공조모듈과 분배덕트 간의 체결력을 증대시킬 수 있는 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 공기와 열교환 하는 가열용 열교환기와 냉각용 열교환기 중 적어도 하나를 구비하는 공조 모듈; 내기 또는 외기 중 적어도 하나를 상기 공조 모듈로 유입시키는 인테이크 모듈; 및 상기 공조 모듈에서 송풍된 공기를 차실내의 각 부분으로 토출하는 분배 모듈을 포함하고, 상기 공조 모듈, 인테이크 모듈 및 분배 모듈은 모두 차량 대시 패널을 기준으로 실외에 배치된다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공조케이스 내부의 제1 공기통로와 제2 공기통로에 증발기와 응축기가 각각 설치되어 통합형으로 냉방 및 난방을 수행하는 히트펌프 시스템으로 구성된 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치이다. 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와 가열작용을 위한 히터코어가 구비된다. 차량용 공조장치는 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍 모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍하도록 이루어진다.
공조장치의 냉방 사이클은 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)와, 압축기에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)와, 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창밸브(Expansion Valve)와, 팽창밸브에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator) 등이 냉매 파이프로 연결되어 이루어진다.
최근에는, 냉방 사이클만을 이용하여 냉방 및 난방을 수행하는 히트펌프 시스템(Heat Pump System)이 개발되고 있다. 특히, 전기 자동차, 연료전지 자동차 등과 같은 친환경 전기차량은 엔진 냉각수를 난방 열원으로 사용할 수 없으므로, 엔진 냉각수 없이도 차실내를 냉난방할 수 있는 히트펌프 시스템을 많이 채용하고 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래의 차량용 공조장치를 도시한 평면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 히트펌프 시스템의 차량용 공조장치는 냉,온풍을 발생시키는 공조모듈(1)과, 공조모듈(10)에서 발생된 냉,온풍을 차실내로 분배하는 분배덕트(2)를 포함한다.
공조모듈(1)은 하측의 냉풍유로(3a)와 상측의 온풍유로(3b)로 내부를 구획한 공조케이스(3)를 구비한다. 구획된 냉풍유로(3a)에는 냉각용 열교환기(4)와 냉풍 조절도어(5)가 구비되며, 온풍유로(3b)에는 가열용 열교환기(6)와 온풍 조절도어(7)가 구비된다.
분배덕트(2)는 공조모듈(1)의 냉,온풍유로(3a,3b)와 연통되는 내부유로(2a)와, 내부유로(2a)로부터 분지되는 복수의 토출벤트(2b)를 구비한다. 분배덕트(2)는 공조모듈(1)의 냉,온풍유로(3a,3b)로부터 송풍된 냉,온풍을 도입하여 차실내의 각 부분으로 토출시킴으로써 차실내를 냉,난방한다. 분배덕트(2)의 내부에는 난방 모드 시 보조 열원으로 작용하는 전기히터(2c)가 더 구비될 수 있다.
공조모듈(1)은 차량의 대시패널(10)을 기준으로 차량 실외인 엔진룸(Engine Room) 측에 배치되며, 분배덕트(2)는 차실내 측에 배치된다. 아울러, 차실내 측에는 내기를 공조모듈(1)의 내부로 안내하는 내기유입덕트가 설치된다.
냉방 모드 시, 제1 블로어(8)에서 냉풍유로(3a)로 송풍된 내,외기를 냉각용 열교환기(4)로 냉각시키고, 냉각된 공기를 냉풍 조절도어(5)로 조절하여 분배덕트(2) 측으로 송풍한다. 이 경우, 가열용 열교환기(6)에 의해 가열된 온풍유로(3b) 측의 온풍은 온풍 조절도어(7)의 제어에 의해 온풍배출구(7a)를 통해 실외로 배출된다.
난방 모드 시, 제2 블로어(9)에서 온풍유로(3b)로 송풍된 내,외기를 가열용 열교환기(6)로 가열하고, 가열된 공기를 온풍 조절도어(7)로 조절하여 분배덕트(2) 측으로 송풍한다. 이 경우, 냉각용 열교환기(4)에 의해 냉각된 냉풍유로(3a) 측의 냉풍은 냉풍 조절도어(5)의 제어에 의해 냉풍배출구(5a)를 통해 실외로 배출된다.
또한, 난방 모드 시 차실내의 제습이 필요한 경우, 바이패스 유로(3c)와 바이패스 도어(3d)를 통해 냉풍유로(3a) 측의 냉풍을 온풍유로(3b) 측으로 바이패스함으로써, 차실내에 냉풍을 공급하여 제습을 수행할 수 있다.
종래의 차량용 공조장치는 분배덕트 및 내기유입덕트가 차량 실내 측에 배치됨에 따라, 승객의 공간이 그만큼 협소해지는 문제점이 있다.
또한, 종래의 차량용 공조장치는 공조모듈과 분배덕트가 대시패널을 사이에 두고 서로 수평 방향으로 결합되는 구조로 인해, 체결력을 증대시키는데 한계가 있다.
아울러, 종래의 차량용 공조장치는 내기와 외기를 유입하기 위한 인테이크 덕트, 공조풍을 실내 각 부위로 토출하기 위한 벤트 덕트 및 플로어 덕트 등이 서로 다른 방향으로 형성됨에 따라, 구조가 복잡하고 설계상 레이아웃의 제약이 있다.
이와 더불어, 종래의 히트펌프 시스템을 이용한 통합형 공조모듈은 불가피하게 내기 덕트와 외기 덕트가 분리 형성되고 각각에 에어 필터가 장착되는 구조였기 때문에, 필터 개수 증가로 비용이 증가하고 조립 및 분리 공정수가 증가하며 유지 보수가 어렵다는 단점이 있다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 히트펌프 시스템을 이용한 통합형 공조 모듈에 있어서 실내 공간을 확보하도록 그 배치 및 구성 요소들 간의 배치를 최적화하고 공조모듈과 분배덕트 간의 체결력을 증대시킬 수 있는 차량용 공조장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 공기와 열교환 하는 가열용 열교환기와 냉각용 열교환기 중 적어도 하나를 구비하는 공조 모듈; 내기 또는 외기 중 적어도 하나를 상기 공조 모듈로 유입시키는 인테이크 모듈; 및 상기 공조 모듈에서 송풍된 공기를 차실내의 각 부분으로 토출하는 분배 모듈을 포함하고, 상기 공조 모듈, 인테이크 모듈 및 분배 모듈은 모두 차량 대시 패널을 기준으로 실외에 배치된다.
본 발명의 다른 양상에 따른 차량용 공조장치는 제1 공기통로와 제2 공기통로가 형성되고, 상기 제1 공기통로와 제2 공기통로 중 하나에 구비되는 가열용 열교환기와 상기 제1 공기통로와 제2 공기통로 중 다른 하나에 구비되는 냉각용 열교환기를 포함하는 공조 모듈; 내기 또는 외기 중 적어도 하나를 상기 공조 모듈로 유입시키는 인테이크 모듈; 및 상기 공조 모듈의 제1 공기통로와 제2 공기통로 중 적어도 하나로부터 송풍된 공기를 차실내의 각 부분으로 토출하는 분배 모듈을 포함하고, 상기 인테이크 모듈 및 분배 모듈은 일체로 형성된다.
상기에서, 인테이크 모듈 및 분배 모듈은 일체로 믹싱-덕트 모듈을 구성하고, 상기 믹싱-덕트 모듈은 믹싱-덕트 케이스를 구비하며, 상기 공조 모듈은 공조 케이스를 구비하여, 상기 공조케이스와 믹싱-덕트 케이스가 서로 체결된다.
상기에서, 믹싱-덕트 케이스와 공조 케이스는 상하 방향으로 체결된다.
상기에서, 믹싱-덕트 케이스는 공조 케이스의 상부에 배치된다.
상기에서, 믹싱-덕트 케이스는 내기 유입구, 외기 유입구 및 적어도 하나의 공기 토출구를 구비하고, 상기 내기 유입구, 외기 유입구 및 공기 토출구는 모두 동일 방향으로 형성된다.
상기에서, 내기 유입구, 외기 유입구 및 공기 토출구는 상부 방향으로 개구된다.
상기에서, 믹싱-덕트 모듈은 내기 유입구 및 외기 유입구로 유입된 공기를 여과하는 단일개의 에어 필터를 구비한다.
상기에서, 공조 모듈은 제1 공기통로와 제2 공기통로에 각각 제1 블로워 유닛과 제2 블로워 유닛을 구비하고, 제1 블로워 유닛과 제2 블로워 유닛은 수평 방향으로 병렬 배치된다.
상기에서, 믹싱-덕트 케이스에는 도어를 구동하는 엑츄에이터를 덮는 엑츄에이터 커버가 일체로 형성된다.
상기에서, 공기는 믹싱-덕트 모듈의 내기 유입구 또는 외기 유입구를 통해 상부에서 하부 방향으로 이동하고, 상기 공조 모듈에서 수평 방향으로 이동하면서 상기 가열용 열교환기와 냉각용 열교환기 중 적어도 하나와 열교환하며, 다시 상기 믹싱-덕트 모듈의 공기 토출구를 통해 하부에서 상부 방향으로 이동하여, 전체적으로 "┗┛" 형상의 공기 흐름을 형성한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 차량 실내 공간을 그만큼 더 확보 가능하여 승객의 공간을 증가시킬 수 있다. 또한, 인테이크 모듈 및 분배 모듈이 일체로 형성됨에 따라, 부품수를 줄이고 공조 모듈과 믹싱-덕트 모듈 간의 2개의 체결 구조로 인해 체결 구조가 간단해져 체결력을 증대시킬 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 종래의 차량용 공조장치를 도시한 평면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 측면도이며,
도 5는 도 4의 공조 모듈과 믹싱-덕트 모듈이 분리된 상태를 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 평단면도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방 모드를 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 난방 모드를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 측면도이며, 도 5는 도 4의 공조 모듈과 믹싱-덕트 모듈이 분리된 상태를 도시한 것이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 평단면도이다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 통합형 공조 방식의 히트펌프 시스템으로 구성되는 것으로서, 공조 모듈(100) 및 믹싱-덕트 모듈(200)을 포함한다.
공조 모듈(100)은 공기와 열교환 하는 가열용 열교환기와 냉각용 열교환기 중 적어도 하나를 구비한다. 믹싱-덕트 모듈(200)은 인테이크 모듈과 분배 모듈이 일체로 형성되어 이루어진다. 인테이크 모듈은 내기 또는 외기 중 적어도 하나를 공조 모듈(100)로 유입시킨다. 분배 모듈은 공조 모듈(100)에서 송풍된 공기를 차실내의 각 부분으로 토출한다.
공조 모듈(100)은 공조케이스(110)와, 냉각용 열교환기인 증발기(150)와, 가열용 열교환기인 응축기(130)와, 압축기와, 팽창밸브 및 블로워 유닛을 포함하여 이루어진다.
공조케이스(110)에는 냉방통로인 제1 공기통로(101)와 난방통로인 제2 공기통로(102)가 구획벽(119)에 의해 구획 형성된다. 제1 공기통로(101)를 통해서는 내기 또는 외기가 선택적으로 유입되며, 제2 공기통로(102)를 통해서도 내기 또는 외기가 선택적으로 유입된다.
증발기(150)는 냉각용 열교환기로서 제1 공기통로(101)에 구비된다. 증발기(150)는 후술할 팽창밸브에서 배출되어 유동하는 저압의 액상 냉매를 공조케이스(110) 내의 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 공기를 냉각한다.
응축기(130)는 가열용 열교환기로서 제2 공기통로(102)에 구비된다. 응축기(130)는 후술할 압축기에서 배출되어 유동하는 고온 고압의 기상 냉매를 공조케이스(110) 내의 공기와 열교환시킨다. 이 과정에서 냉매는 응축되고 공기는 가열된다.
압축기는 전기적인 에너지를 통해 구동되는 전동 압축기(Electro compressor)로 구성될 수 있다. 압축기는 증발기(150)를 통과한 저온 저압의 기상 냉매를 흡입하고 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 냉매를 응축기(130)를 향해 토출한다.
팽창밸브는 응축기(130)에서 배출되어 유동하는 액상 냉매를 교축 작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태로 냉매를 증발기(150)로 보낸다. 팽창밸브는 EXV, TXV 또는 오리피스 구조 등으로 구성될 수 있다. 전술한 압축기, 응축기(130), 팽창밸브 및 증발기(150)는 냉매 라인에 순차로 구비된다.
차량용 공조장치는 증발기(150)와 응축기(130)에 내기와 외기를 선택적으로 공급하도록 구성된다. 냉방 모드 시, 내기는 증발기(150)와 열교환되어 차량 실내로 공급되며, 외기는 응축기(130)와 열교환되어 차량 실외로 배출될 수 있다. 난방 모드 시, 내기는 응축기(130)와 열교환되어 차량 실내로 공급되며, 외기는 증발기(150)와 열교환되어 차량 실외로 배출될 수 있다. 하지만, 공조 모드별 공기 흐름이 반드시 본 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
블로워 유닛은 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)로 내기 또는 외기를 흡입시킨다. 블로워 유닛은 블로워 모터와, 이에 결합되어 회전되는 블로워 휠을 구비한다. 블로워 유닛은 공기를 공조케이스(110) 내부로 흡입하는 흡입형 구조로 이루어질 수 있다.
믹싱-덕트 모듈(200)은 인테이크 모듈 및 분배 모듈이 일체로 형성되어 구성된다. 분배 모듈은 공조 모듈(100)의 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102) 중 적어도 하나로부터 송풍된 공기를 차실내의 각 부분으로 토출한다.
전술한 공조 모듈(100), 인테이크 모듈 및 분배 모듈은 모두 차량 대시 패널(500)을 기준으로 실외에 배치된다. 따라서, 차량 실내 공간을 그만큼 더 확보 가능하여 승객의 공간을 증가시킬 수 있다. 이러한 공조 장치의 실외 배치 구성은 전기차량, 하이브리드 차량, 자율주행차량 등에 적용될 수 있는 본 실시 예의 통합형 공조 모듈 타입 이외에도 증발기&히터코어를 구비한 통상의 내연기관 차량에도 적용할 수 있음은 물론이다.
또한, 인테이크 모듈 및 분배 모듈이 일체로 형성됨에 따라, 부품수를 줄이고 공조 모듈(100)과 믹싱-덕트 모듈(200) 간의 2개의 체결 구조로 인해 체결 구조가 간단해져 체결력을 증대시킬 수 있다.
믹싱-덕트 모듈은 믹싱-덕트 케이스(210)를 구비한다. 믹싱-덕트 케이스(210)은 공기를 흡입하기 위한 인테이크 유닛의 인테이크 케이스(Intake case)와 냉각 또는 가열된 공조풍을 믹싱하여 차량 실내로 토출하기 위한 분배 모듈의 분배 케이스(Distributor case)가 수평 방향으로 결합된 형태를 취한다.
즉, 도 4에 도시된 것처럼 차량 전후 방향으로 인테이크 모듈과 분배 모듈이 구획 형성되며, 둘은 일체로 결합되어 단일개의 믹싱-덕트 모듈(200)을 이룬다. 이 경우, 도 4에서 우측이 차량 전방이고 좌측이 차량 후방이다. 대시패널(500)을 기준으로 좌측(후방)은 차량 실내 공간이며, 우측은 실외(엔진룸)이다.
공조케이스(110)와 믹싱-덕트 케이스(210)는 스크류 등의 수단을 통해 서로 분리 가능하게 체결된다. 공조케이스(110)에는 체결부(115)가 형성되고, 믹싱-덕트 케이스(210)에는 이에 대응되는 또 하나의 체결부(215)가 형성되어, 이들 사이를 스크류를 통해 체결한다. 바람직하게는, 믹싱-덕트 케이스(210)와 공조 케이스(110)는 상하 방향으로 체결된다. 더욱 바람직하게는, 믹싱-덕트 케이스(210)는 공조 케이스(110)의 상부에 배치된다.
이와 같이, 공조 모듈(100)과 믹싱-덕트 모듈(200) 간의 2개 부품의 체결 구조를 통해 부품수를 줄일 수 있어 체결력을 증대시킬 수 있다. 또한, 공조 모듈(100)과 믹싱-덕트 모듈(200) 간의 상하 체결 구조를 통해 차량에 설치 시 자체 하중에 의한 고정 구조로 체결력 향상과 더불어 휨 등의 변형에도 구조적으로 더욱 유리하다.
믹싱-덕트 케이스(210)는 내기 유입구(207), 외기 유입구(208) 및 복수개의 공기 토출구(214)를 구비한다. 내기 유입구(207)는 내기를 유입하기 위한 것으로서, 별도의 내기 유입 덕트에 연결되어 내기를 흡입하도록 이루어질 수 있다. 외기 유입구(208)는 외기를 유입하기 위한 것으로서, 별도의 외기 유입 덕트에 연결되어 외기를 흡입하도록 이루어질 수 있다.
내기 유입구(207), 외기 유입구(208) 및 공기 토출구(214)는 모두 동일 방향으로 형성된다. 즉, 내기 유입구(207), 외기 유입구(208) 및 공기 토출구(214)는 모두 상부 방향으로 개구된다. 공기 토출구(214)는 공조풍을 차량 실내 중 천장 쪽으로 토출하기 위한 루프 벤트와, 공조풍을 차량 실내 중 바닥 쪽으로 토출하기 위한 플로어 벤트 등으로 구성될 수 있다. 믹싱-덕트 모듈(200)은 분배 모듈 측에 보조 난방 열원인 PTC히터(260)를 더 구비할 수 있다. 아울러, 공기 토출구(214)의 전단에 공기를 루프 벤트 또는 플로어 벤트로 선택적으로 토출하기 위한 모드도어(270)가 구비될 수 있다.
믹싱-덕트 모듈(200)은 단일개의 에어 필터(250)를 구비한다. 에어 필터(250)는 내기 유입구(207) 및 외기 유입구(208)로 유입된 공기를 여과한다. 따라서, 불가피하게 외기 유입 덕트와 내기 유입 덕트가 별도로 형성될 수밖에 없는 통합형 공조 모듈 타입에 있어서, 종래에는 내기 필터와 외기 필터를 각각 구비하여야 하는 단점을 극복하여 단일개의 에어 필터로 내기와 외기의 이물을 효과적으로 여과할 수 있으므로 부품수를 줄여 제조 원가를 낮추고 유지 보수를 용이하게 할 수 있다. 이러한 효과는 공조 모듈과 믹싱-덕트 모듈 간의 체결 구조와 배치, 그리고 내기 유입구 및 외기 유입구의 배치의 최적화를 통해 함께 달성할 수 있는 것이다.
공조 모듈(100)은 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)에 각각 제1 블로워 유닛(121)과 제2 블로워 유닛(122)을 구비한다. 제1 블로워 유닛(121)과 제2 블로워 유닛(122)은 수평 방향으로 병렬 배치된다. 또한, 제1 블로워 유닛(121)과 제2 블로워 유닛(122)의 상부에는 믹싱-덕트 케이스(210)의 내기 유입구(207) 및 외기 유입구(208)가 대응되게 위치한다.
내기 유입구(207) 및 외기 유입구(208)의 하부에는 전술한 단일개의 에어 필터(250)가 배치되며, 에어 필터(250)와 블로워 유닛의 사이에는 내외기 전환도어(230)가 구비된다. 내외기 전환도어(230)는 믹싱-덕트 케이스(210)에 회전 가능하게 설치되어, 내기 유입구(207)와 외기 유입구(208)의 개도를 조절함으로써 선택적으로 내기와 외기를 공조 모듈(100) 측으로 유입시킨다.
내외기 전환도어(230)는 엑츄에이터에 의해 회전 구동된다. 믹싱-덕트 케이스(210)에는 엑츄에이터를 덮는 엑츄에이터 커버(211)가 일체로 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 믹싱-덕트 케이스(210)는 엑츄에이터 뿐 아니라 증발기 및 응축기와 같은 전장품을 상부에서 덮는 구조로 이루어져 외부의 이물질로부터 부품을 보호하고 외부로부터의 물 침투에 대한 안정성을 확보할 수 있다.
차량용 공조장치는 공조 모듈(100)과 믹싱-덕트 모듈(200)이 상하로 체결되는 구조와 더불어 내기 유입구(207) 및 외기 유입구(208)가 상부에 배치되고, 그 하부로 한 쌍의 블로워 유닛(121)(122)이 병립 배치되며, 블로워 유닛(121)(122)에 대해 수평 방향으로 증발기(150) 및 응축기(130)가 배치되고, 공조 모듈(100)의 상부에 위치한 복수개의 공기 토출구(214) 구조를 통해, 전체적으로 "┗┛" 또는 "U"자 형상의 유로를 형성하게 된다.
즉, 공기는 믹싱-덕트 모듈(200)의 내기 유입구(207) 또는 외기 유입구(208)를 통해 상부에서 하부 방향으로 이동하고, 공조 모듈(100)에서 수평 방향으로 이동하면서 가열용 열교환기와 냉각용 열교환기 중 적어도 하나와 열교환하며, 다시 믹싱-덕트 모듈(200)의 공기 토출구(214)를 통해 하부에서 상부 방향으로 이동하여, 전체적으로 "┗┛" 또는 "U"자 형상의 공기 흐름을 형성하는 것이다.
이러한 구성을 통해, 공조 모듈과 믹싱-덕트 모듈의 컴펙트한 구성이 가능하여 공조장치 전체의 부피와 무게를 줄일 수 있고, 공기가 최소한의 굴곡 구간을 가져 한정된 공간안에서 저항을 최소화하여 풍량의 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
공조 모듈(100)의 제1 공기통로(101)에는 증발기(150)의 하류 측에 냉풍 방출구(116)가 형성되며, 제2 공기통로(102)에는 응축기(130)의 하류 측에 온풍 방출구(113)가 형성된다. 냉풍 방출구(116)는 공조케이스(110)의 좌측면에 형성되며, 온풍 방출구(113)는 공조케이스(110)의 우측면에 형성된다. 또한, 제1 공기통로(101)의 증발기(150) 하류와 제2 공기통로(102)의 응축기(130) 하류에는 믹싱-덕트 모듈(200) 쪽으로 연통하는 연통 유로(114)가 형성된다.
제1 공기통로(101)의 증발기(150) 하류에는 냉풍 모드도어(118)가 회전 가능하게 구비되며, 제2 공기통로(102)의 응축기(130) 하류에는 온풍 모드도어(117)가 회전 가능하게 구비된다. 냉풍 모드도어(118)는 연통 유로(114)로 향하는 공기의 양과 냉풍 방출구(116)로 향하는 공기의 양을 조절하며, 온풍 모드도어(117)는 연통 유로(114)로 향하는 공기의 양과 온풍 방출구(113)로 향하는 공기의 양을 조절한다.
아울러, 공조 모듈(100)은 바이패스 도어(128)와 바이패스 유로(128a)를 구비한다. 난방 모드 시 차실내의 제습이 필요한 경우, 바이패스 도어(128)와 바이패스 유로(128a)를 통해 제1 공기통로(101) 측의 냉풍을 제2 공기통로(102) 측으로 바이패스한다. 이로 인해, 제1 공기통로(101) 측의 냉풍이 차실내에 공급되면서 차실내를 제습하게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방 모드를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 냉방 모드 시, 제1 공기통로(101) 측으로 내기가 유입되어 증발기(150)와 열교환한 후 냉각된다. 냉풍 모드도어(118)는 냉풍방출구(116)를 폐쇄하고 연통 유로(114) 쪽의 유로를 개방하도록 회전 조작되며, 냉각된 공기는 연통 유로(114)를 지나 믹싱-덕트 모듈(200)의 공기 토출구(214)를 통해 차량 실내로 순환된다.
이와 동시에, 제2 공기통로(102) 측으로 외기가 유입되어 응축기(130)와 열교환한 후 가열된다. 온풍 모드도어(117)는 연통 유로(114) 측을 폐쇄하고 온풍방출구(113)를 개방하도록 회전 조작되며, 가열된 공기는 온풍방출구(113)를 통해 차량 실외로 배출된다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 난방 모드를 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 난방 모드 시, 제2 공기통로(102) 측으로 내기가 유입되어 응축기(130)와 열교환한 후 가열된다. 온풍 모드도어(117)는 온풍방출구(113)를 폐쇄하고 연통 유로(114) 측을 개방하도록 회전 조작되며, 가열된 공기는 연통 유로(114)를 지나 믹싱-덕트 모듈(200)의 공기토출구(214)를 통해 차량 실내로 순환된다.
이와 동시에, 제1 공기통로(101) 측으로 외기가 유입되어 증발기(150)와 열교환한 후 냉각된다. 냉풍 모드도어(118)는 연통 유로(114) 측을 폐쇄하고 냉풍방출구(116)를 개방하도록 회전 조작되며, 냉각된 공기는 냉풍방출구(116)를 통해 차량 실외로 배출된다.
지금까지 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 공조 모듈 110: 공조케이스
101: 제1 공기통로 102: 제2 공기통로
113: 온풍방출구 116: 냉풍방출구
114: 연통 유로 119: 구획벽
117: 온풍 모드도어 118: 냉풍 모드도어
121: 제1 블로워 유닛 122: 제2 블로워 유닛
130: 응축기 150: 증발기
200: 믹싱-덕트 모듈 210: 믹싱-덕트 케이스
207: 내기 유입구 208: 외기 유입구
214: 공기 토출구 230: 내외기 전환도어
250: 에어 필터 260: PTC히터
270: 모드도어 500: 대시 패널

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)가 형성되고, 상기 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102) 중 하나에 구비되는 가열용 열교환기와 상기 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102) 중 다른 하나에 구비되는 냉각용 열교환기를 포함하는 공조 모듈(100); 내기 또는 외기 중 적어도 하나를 상기 공조 모듈(100)로 유입시키는 인테이크 모듈; 및 상기 공조 모듈(100)의 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102) 중 적어도 하나로부터 송풍된 공기를 차실내의 각 부분으로 토출하는 분배 모듈을 포함하며,
    상기 인테이크 모듈 및 분배 모듈은 일체로 형성되고,
    상기 인테이크 모듈 및 분배 모듈은 일체로 믹싱-덕트 모듈(200)을 구성하고, 상기 믹싱-덕트 모듈은 믹싱-덕트 케이스(210)를 구비하며, 상기 공조 모듈(100)은 공조 케이스(110)를 구비하여, 상기 공조케이스(110)와 믹싱-덕트 케이스(210)가 서로 체결되고,
    상기 믹싱-덕트 케이스(210)와 공조 케이스(110)는 상하 방향으로 체결되되,
    상기 공조 모듈(100)은 공조 케이스(110) 내부로 공기를 흡입시키는 블로워 유닛을 구비하고, 상기 블로워 유닛이 인테이크 모듈의 하부에 형성되며, 블로워 유닛과 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기는 수평 방향으로 나란히 배치되는 차량용 공조장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 믹싱-덕트 케이스(210)는 공조 케이스(110)의 상부에 배치되는 차량용 공조장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 믹싱-덕트 케이스(210)는 내기 유입구(207), 외기 유입구(208) 및 적어도 하나의 공기 토출구(214)를 구비하고,
    상기 내기 유입구(207), 외기 유입구(208) 및 공기 토출구(214)는 모두 동일 방향으로 형성되는 차량용 공조장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 내기 유입구(207), 외기 유입구(208) 및 공기 토출구(214)는 상부 방향으로 개구되는 차량용 공조장치.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 믹싱-덕트 모듈(200)은 내기 유입구(207) 및 외기 유입구(208)로 유입된 공기를 여과하는 단일개의 에어 필터(250)를 구비하는 차량용 공조장치.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 공조 모듈(100)은 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)에 각각 제1 블로워 유닛(121)과 제2 블로워 유닛(122)을 구비하고,
    제1 블로워 유닛(121)과 제2 블로워 유닛(122)은 수평 방향으로 병렬 배치되는 차량용 공조장치.
  10. 제2 항에 있어서,
    상기 믹싱-덕트 케이스(210)에는 도어를 구동하는 엑츄에이터를 덮는 엑츄에이터 커버(211)가 일체로 형성되는 차량용 공조장치.
  11. 제2 항에 있어서,
    공기는 상기 믹싱-덕트 모듈(200)의 내기 유입구(207) 또는 외기 유입구(208)를 통해 상부에서 하부 방향으로 이동하고, 상기 공조 모듈(100)에서 수평 방향으로 이동하면서 상기 가열용 열교환기와 냉각용 열교환기 중 적어도 하나와 열교환하며, 다시 상기 믹싱-덕트 모듈(200)의 공기 토출구(214)를 통해 하부에서 상부 방향으로 이동하여, 전체적으로 "┗┛" 형상의 공기 흐름을 형성하는 차량용 공조장치.
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